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《斯特林發(fā)動機模型制作大全》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、斯特林發(fā)動機模型制作大全導(dǎo)讀：就愛閱讀網(wǎng)友為您分享以下“斯特林發(fā)動機模型制作大全”資訊，希望對您有所幫助，感謝您對92to.com的支持!制作熱聲效應(yīng)斯特林引擎十九世紀的吹玻璃工人，偶爾會聽到被加熱的玻璃管自然發(fā)出神秘的單音，這令人費解的聲音其實是熱機的另一種輸出形式。一般的引擎以轉(zhuǎn)動的形式輸出能量;聲音也具有能量，只不過以空氣作為傳遞的媒介。31熱聲效應(yīng)的原理空氣振動形成聲音，聲音發(fā)生時，為方便討論，將傳播聲音的空氣分成無數(shù)小塊空氣，應(yīng)用牛頓力學(xué)來分析空氣振動的情形，會得到聲音的波動方程式，此方程式的解顯示：聲音傳播時，各個小塊空氣都會發(fā)生膨脹收縮
2、和位移。如果小塊空氣被壓縮后，再被加熱膨脹，對周圍空氣作較大的正功;之后這小塊空氣又先被冷卻，再被壓縮，作較小的負功(周圍空氣對這小塊空氣作較小的功)。雖然這小塊空氣并非對活塞或渦輪作功，而是對周圍空氣作功，事實上也完成了工作流體加熱后膨脹，冷卻后被壓縮的熱機循環(huán)，把熱能轉(zhuǎn)換成聲音振動的能量，增加聲音的強度，此即所謂“熱聲效應(yīng)”。凡是利用工作流體在冷、熱區(qū)間移動，執(zhí)行壓縮的工作流體經(jīng)加熱而膨脹作正功，膨脹后先冷卻再壓縮作負功的熱機循環(huán)，這樣的機構(gòu)都被歸類為斯特林引擎。利用熱聲效應(yīng)把熱能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，也就稱為熱聲效應(yīng)斯特林引擎(thermoaco
3、usticsstirlingheatengine)，熱聲效應(yīng)斯特林引擎大致可分為駐波(standingwave)和行波(travelingwave)兩種。駐波型斯特林引擎的作功原理駐波型斯特林引擎，基本上是一端閉口，一端開口的管狀共振腔，在共振腔內(nèi)近閉口端裝有熱片堆(stack)，熱片堆中有許多平行共振腔軸向的密集穿孔。熱片堆在靠近閉端溫度較高，另一端溫度較低，于是延共振腔軸向的溫度梯度(temperaturegradient)相當大。當駐波發(fā)生時，熱堆片穿孔中的各小塊空氣(工作流體)31向閉口端位移，而被壓縮，同時移向熱片堆較高溫處，該小塊空氣在熱
4、穿透深度(thermalpenetrationdepth)以內(nèi)的部分，會被熱片堆加熱，使得溫度升高，隨即膨脹對周圍空氣做較大的正功，駐波的能量于是加大，小塊空氣也隨著膨脹，同時移至熱片堆的冷端，當能量增加的駐波再度壓縮這小塊空氣時，此小塊空氣已先被較低溫的熱片堆冷卻，只消耗較少的聲波能量即可被壓縮。于是，熱能便不斷地變成駐波的能量。動手做駐波型斯特林引擎本文介紹一種駐波型熱聲效應(yīng)斯特林引擎的制作方法，所需材料都是一般實驗室常見的東西：一、內(nèi)徑2cm、長22cm試管一支。二、直徑0.25~0.4mm的鎳鉻線和直徑0.8mm的漆包線。三、內(nèi)徑1~1.2m
5、m玻璃毛細管。四、AB膠及膠帶等。五、木材、螺絲釘?shù)取Ａ硗膺€須要準備電源供應(yīng)器。本實驗的電源供應(yīng)器最好選擇能大范圍調(diào)整電壓和電流的類型。首先將玻璃毛細管切成約2~3公分長，再用AB31膠黏成一束(圖一)，裁切玻璃管時需留意切口鋒利傷人。玻璃毛細管束要能輕松塞入試管中，并且注意AB膠不要堵住毛細管口，玻璃毛細管束于是構(gòu)成許多軸向穿孔(圖二)，AB膠黏合處盡可能靠近玻璃毛細管束的一端(不須整支毛細管都涂滿AB膠)，在另一端，纏繞鎳鉻線(圖三)。先將漆包線與鎳鉻線連接處的漆刮除后，鎳鉻線兩端分別連接漆包線，確保鎳鉻線和漆包線能導(dǎo)通。再用藍色膠帶將漆包線裹在
6、玻璃毛細管束上，避免漆包線拉扯鎳鉻線或鎳鉻線松脫。圖一：黏結(jié)完成的玻璃毛細管束。圖二：玻璃毛細管構(gòu)成許多軸向穿孔。圖三：玻璃毛細管束的一端纏繞鎳鉻線。用木材制作一具簡易的支架，以適當方式將試管置于支架上，將一端纏繞鎳鉻線的玻璃毛線管置于試管中，導(dǎo)通鎳鉻線兩端的漆包線從試管口伸出即可。玻璃毛細管用鎳鉻線加熱的那頭向著試管封閉的底部，玻璃毛細管加熱區(qū)域的位置，大約在靠近試管底部三分之一試管總長度的地方(圖四)。31圖四：玻璃毛細管束的加熱區(qū)靠近試管底部約三分之一處。自制斯特林引擎的操作操作時需加熱，試管內(nèi)外的溫度都可能很高，務(wù)必小心，以免燙傷。先把電源供
7、應(yīng)器的電壓調(diào)到最小，用鱷魚夾接通電源供應(yīng)器的輸出端和兩條從試管伸出的漆包線(圖五)。逐漸調(diào)高電源供應(yīng)器的電壓，透過試管可以看到纏在玻璃毛細管一端的鎳鉻線開始發(fā)出暗紅色的光，再調(diào)高電源供應(yīng)器的輸出功率，使鎳鉻線發(fā)出亮橘色的光(急速再升溫)(圖六)。注意不可使鎳鉻線發(fā)出白熾的亮光，否則鎳鉻線可能燒斷。再稍等約十秒鐘，試管就發(fā)出很響的單音。圖五：電源供應(yīng)器提供電力使鎳鉻線加熱。圖六：從鎳鉻線發(fā)光的顏色和亮度，可大致判斷鎳鉻線的溫度。31如果一直未發(fā)出聲響，可從試管垂直的方向，對試管口大力地吹口氣，或在試管口附近鼓掌，誘發(fā)熱聲效應(yīng)。通常如果對著空的試管這樣吹
8、氣，就會像吹排笛時而發(fā)出的單音一般，試管只會發(fā)出聲音，但試管內(nèi)放入一端加熱的毛細管束制成的熱片堆，試管發(fā)出的
